CN203581075U - 一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱，属汽车转向系统技术领域。该汽车转向管柱；包括转向轴总成、上柱管总成、下柱管总成、支架总成和调节锁紧装置。转向轴总成上套装有上柱管总成和下柱管总成，上柱管总成和下柱管总成之间过盈连接，上柱管总成和下柱管总成上安装有支架总成，支架总成的一端通过调节锁紧装置与上柱管总成连接，另一端通过锁紧螺栓与下柱管总成连接。该汽车转向管柱易加工，可装配性强，实现了汽车转向管柱角度、高度可调的功能，以及较长行程范围内的吸能功能，解决了现有汽车转向管柱固有频率低，行车操纵手感差，吸能力不稳定、一致性较差以及吸能距离较小的问题，进而提高了行车安全性能。

Description

一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱

技术领域

本实用新型涉及一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱，属汽车转向系统技术领域。

背景技术

目前国内四向可调式转向管柱多采用两段式柱管间隙配合结构，以及上安装支架注塑结构实现转向管柱的吸能功能。这样在汽车发生碰撞时，方向盘承受的外力通过转向轴与柱管传递至上安装支架注塑结构，当碰撞冲击力大于上安装支架注塑结构的吸能力时转向管柱实现溃缩功能，起到防护驾驶员的作用；但其存在的问题有：

1、转向管柱固有频率低，行车操纵手感差。由于采用两段式柱管间隙配合结构，管柱刚度较差，致使转向管柱固有频率低，在行车过程中会感觉到方向盘的抖动，影响驾驶操作舒适性。

2、吸能力不稳定、一致性较差。由于采用上安装支架注塑结构来实现溃缩功能，注塑结构的产品质量直接影响吸能性能。由于上安装支架板厚制造精度与拉脱锁V型槽配合尺寸、拉脱锁孔径大小及尺寸的一致性、注塑材料性能、设备稳定性及注塑加工参数（注塑压力、注塑时间等）等综合因素影响造成注塑后的吸能力不稳定，一致性差，从而导致转向管柱总成吸能力效果不佳。

3、吸能距离较小。由于柱管采用两段式间隙配合，下柱管采用固定式结构，柱管配合可滑移行程即为溃缩行程。由于整车布局影响，上、下安装支架距离较小，致使转向管柱吸能距离较小。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种易加工、可装配性强，具有角度、高度可调式的特点，且溃缩行程长，能实现分级溃缩功能，从而提高行车安全性能的具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱。

本实用新型的技术方案是：

一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱；包括转向轴总成、上柱管总成、下柱管总成、支架总成和调节锁紧装置；转向轴总成由开口节叉、十字轴、中间轴和上转向轴构成，中间轴和上转向轴上分别安装有十字轴和开口节叉，中间轴和上转向轴之间通过十字轴和开口节叉活动连接；其特征在于：转向轴总成的上转向轴上套装有上柱管总成和下柱管总成，上柱管总成和下柱管总成之间过盈连接，上柱管总成和下柱管总成上安装有支架总成，支架总成的一端通过调节锁紧装置与上柱管总成连接，支架总成的另一端通过锁紧螺栓与下柱管总成连接。

所述的上柱管总成由上柱管、线束支架、柱管支架、点火锁锁座和深沟球轴承A构成，上柱管的上表面一侧安装有线束支架，线束支架下方的上柱管下表面安装有柱管支架，柱管支架上对称设置有装配滑槽，柱管支架一侧的上柱管上设置有点火锁锁座，上柱管一端的端口内装有深沟球轴承A，上柱管另一端端口内的圆周上均布有连接键。

所述的下柱管总成由下柱管、下柱管支架和深沟球轴承B构成，下柱管的一端对称安装有下柱管支架，下柱管一端的端口内装有深沟球轴承B，下柱管另一端的圆周外表面均布有与连接键对应的连接键槽；下柱管支架上对称设置有装配孔。

所述的支架总成由锁紧支架、支撑架、连接安装板、锁紧螺钉和锁紧垫片构成；支撑架一端两侧对称设置有带有安装孔的安装板，安装板之间的支撑架上对称设置有溃缩滑槽，溃缩滑槽上表面的支撑架上装有锁紧垫片，溃缩滑槽下表面的支撑架上装有锁紧支架，锁紧支架由锁紧螺钉穿过溃缩滑槽与锁紧垫片固定连接，支撑架另一端的上表面焊装有连接安装板，连接安装板上设置有安装孔，连接安装板下方的支撑架上对称设置有连接滑槽；所述的锁紧支架呈“∪”字状，锁紧支架上对称设置有装配口。

所述的调节锁紧装置由连接轴、锁紧块、操作手柄、锁紧螺母和曲柄构成，曲柄的一端装有操作手柄，曲柄的另一端通过锁紧螺母安装有连接轴，连接轴的端头设置有装配方板，邻近曲柄的连接轴上装有锁紧块。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

该具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱结构简单、易加工，可装配性强，实现了汽车转向管柱角度、高度可调的功能，以及实现了较长行程范围内的吸能功能，且吸能力稳定，一致性好，固有频率高，提高了操纵手感，避免了现有汽车转向管柱固有频率低，行车操纵手感差，吸能力不稳定、一致性较差以及吸能距离较小的问题，进而提高了行车安全性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的转向轴总成的结构示意图；

图3为本实用新型的上柱管总成的结构示意图；

图4为本实用新型的下柱管总成的结构示意图；

图5为本实用新型的支架总成的俯视结构示意图；

图6为本实用新型的支架总成的仰视结构示意图；

图7为本实用新型的调节锁紧装置的结构示意图。

图中：1、转向轴总成，2、上柱管总成，3、下柱管总成，4、支架总成，5、调节锁紧装置，6、开口节叉，7、十字轴，8、中间轴，9、上转向轴，10、上柱管，11、线束支架，12、柱管支架，13、点火锁锁座，14、深沟球轴承A，15、装配滑槽，16、下柱管，17、下柱管支架，18、深沟球轴承B，19、连接键槽，20、装配孔，21、锁紧支架，22、支撑架，23、连接安装板，24、锁紧螺钉，25、锁紧垫片，26、安装孔，27、安装板，28、溃缩滑槽，29、装配口，30、装配方板，31、连接滑槽，32、连接轴，33、锁紧块，34、操作手柄，35、锁紧螺母，36、曲柄。

具体实施方式

该具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱包括转向轴总成1、上柱管总成2、下柱管总成3、支架总成4和调节锁紧装置5（参见附图1）。转向轴总成1由开口节叉6、十字轴7、中间轴8和上转向轴9构成，中间轴8和上转向轴9上分别安装有十字轴7和开口节叉6，中间轴8和上转向轴9之间通过十字轴7和开口节叉6活动连接（参见附图2）。

转向轴总成1的上转向轴9上套装有上柱管总成2和下柱管总成3。上柱管总成2由上柱管10、线束支架11、柱管支架12、点火锁锁座13和深沟球轴承A14构成。上柱管10的上表面一侧安装有线束支架11，线束支架11下方的上柱管10下表面安装有柱管支架12，柱管支架12上对称设置有装配滑槽15，柱管支架12一侧的上柱管10上设置有点火锁锁座13，上柱管10一端的端口内装有深沟球轴承A14，上柱管10另一端端口内的圆周上均布有连接键（图中未示）（参见附图3）。

下柱管总成3由下柱管16、下柱管支架17和深沟球轴承B18构成，下柱管16的一端对称安装有下柱管支架17，下柱管支架17之间、下柱管16一端的端口内装有深沟球轴承B18，下柱管16另一端的圆周外表面均布有与连接键对应的连接键槽19；下柱管支架17上对称设置有装配孔20（参见附图4）。

上柱管总成2和下柱管总成3之间通过下柱管16上的连接键槽19与上柱管10上的连接键配合过盈连接。上柱管总成2和下柱管总成3上安装有支架总成4。支架总成4由锁紧支架21、支撑架22、连接安装板23、锁紧螺钉24和锁紧垫片25构成；支撑架22的一端两侧对称设置有带有安装孔26的安装板27，安装板27之间的支撑架22上对称设置有溃缩滑槽28，溃缩滑槽28上表面的支撑架22上装有锁紧垫片25，溃缩滑槽28下表面的支撑架22上装有锁紧支架21。锁紧支架21呈“∪”字状，锁紧支架21上对称设置有装配口29。锁紧支架21由锁紧螺钉24穿过溃缩滑槽28与锁紧垫片25固定连接。支撑架22另一端的上表面焊装有连接安装板23，连接安装板23上设置有安装孔26，连接安装板23下方的支撑架22上对称设置有连接滑槽31（参见附图5—6）。

调节锁紧装置5由连接轴32、锁紧块33、操作手柄34、锁紧螺母35和曲柄36构成。曲柄36的一端装有操作手柄34，曲柄36的另一端通过锁紧螺母35安装有连接轴32，连接轴32的端头设置有装配方板30，邻近曲柄36的连接轴32上装有锁紧块33（参见附图7）。锁紧块33可绕连接轴32轴线旋转。

支架总成4的一端通过调节锁紧装置5与上柱管总成2连接，支架总成4的另一端通过锁紧螺栓与下柱管总成3连接。

该具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱的各部件具体组装过程是，首先将上柱管总成2和下柱管总成3分别通过上柱管10和深沟球轴承A与下柱管16和深沟球轴承B18套装于转向轴总成1的上转向轴9上，上柱管总成2和下柱管总成3之间通过下柱管16上的连接键槽19与上柱管10上的连接键配合过盈连接。然后将上柱管总成2的柱管支架12放置于支架总成4的锁紧支架21内，并使柱管支架12的装配滑槽15与锁紧支架21的装配口29对齐，再将调节锁紧装置5的连接轴32穿入至装配滑槽15和装配口29内，同时使连接轴32上的装配方板30和锁紧块33分别位于锁紧支架21两侧的装配口29内，从而完成上柱管总成2与支架总成4的连接。

上柱管总成2与支架总成4的组装完成后，将下柱管总成3的下柱管支架17放置于支架总成4的连接滑槽31之间，并使下柱管支架17的装配孔20与连接滑槽31对齐，再将锁紧螺栓穿入至装配孔20和连接滑槽31内，从而完成下柱管总成3与支架总成4的连接组装。

该具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱通过支架总成4的安装孔26固定安装于车体上。工作过程中，当扳动操作手柄34使调节锁紧装置5锁止时可有效保证该汽车转向管柱的刚度，以保证行车的安全性和可靠性。当扳动操作手柄34使调节锁紧装置5打开后，在转向轴总成1的轴径上施加向上或向下的载荷，该汽车转向管柱可在支架总成4锁紧支架21的滑槽范围内以锁紧螺栓为旋转点旋转，实现该汽车转向管柱的角度向上、向下的可调功能。同理，在转向轴总成1的轴向施加向前或向后的载荷，上柱管总成2、下柱管总成3可同时沿装配滑槽15和连接滑槽31实现向前、向后的高度可调功能。调节锁紧装置5的工作原理是通过操作手柄34带动锁紧块33绕连接轴32轴线旋转，通过锁紧块33两配合面的凸缘机构来锁紧与松开。既可实现转向管柱的锁紧功能，也可打开后顺畅的实现角度、高度可调功能。

在整车碰撞过程中，当施于上转向轴9的外部载荷大于支架总成4的吸能力（锁紧螺钉24锁紧后，锁紧垫片25与支撑架22的摩擦力，以及调节锁紧装置5的锁紧保持力）时，支架总成4开始溃缩吸能，同时带动下柱管总成3下移，当下柱管总成3位移到下极限位置时，上柱管总成2与下柱管总成3开始溃缩吸能，实现二级吸能功能。且吸能力稳定，一致性好，固有频率高，提高了操纵手感，解决了现有汽车转向管柱固有频率低，行车操纵手感差，吸能力不稳定、一致性较差以及吸能距离较小的问题，进而提高了行车安全性能。

Claims (5)

1.一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱；包括转向轴总成（1）、上柱管总成（2）、下柱管总成（3）、支架总成（4）和调节锁紧装置（5）；转向轴总成（1）由开口节叉（6）、十字轴（7）、中间轴（8）和上转向轴（9）构成，中间轴（8）和上转向轴（9）上分别安装有十字轴（7）和开口节叉（6），中间轴（8）和上转向轴（9）之间通过十字轴（7）和开口节叉（6）活动连接；其特征在于：转向轴总成（1）的上转向轴（9）上套装有上柱管总成（2）和下柱管总成（3），上柱管总成（2）和下柱管总成（3）之间过盈连接，上柱管总成（2）和下柱管总成（3）上安装有支架总成（4），支架总成（4）的一端通过调节锁紧装置（5）与上柱管总成（2）连接，支架总成（4）的另一端通过锁紧螺栓与下柱管总成（3）连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱；其特征在于：所述的上柱管总成（2）由上柱管（10）、线束支架（11）、柱管支架（12）、点火锁锁座（13）和深沟球轴承A（14）构成，上柱管（10）的上表面一侧安装有线束支架（11），线束支架（11）下方的上柱管（10）下表面安装有柱管支架（12），柱管支架（12）上对称设置有装配滑槽（15），柱管支架（12）一侧的上柱管（10）上设置有点火锁锁座（13），上柱管（10）一端的端口内装有深沟球轴承A（14），上柱管（10）另一端端口内的圆周上均布有连接键。

3.根据权利要求1所述的一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱；其特征在于：所述的下柱管总成（3）由下柱管（16）、下柱管支架（17）和深沟球轴承B（18）构成，下柱管（16）的一端对称安装有下柱管支架（17），下柱管（16）一端的端口内装有深沟球轴承B（18），下柱管（16）另一端的圆周外表面均布有与连接键对应的连接键槽（19）；下柱管支架（17）上对称设置有装配孔（20）。

4.根据权利要求1所述的一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱；其特征在于：所述的支架总成（4）由锁紧支架（21）、支撑架（22）、连接安装板（23）、锁紧螺钉（24）和锁紧垫片（25）构成；支撑架（22）一端两侧对称设置有带有安装孔（26）的安装板（27），安装板（27）之间的支撑架（22）上对称设置有溃缩滑槽（28），溃缩滑槽（28）上表面的支撑架（22）上装有锁紧垫片（25），溃缩滑槽（28）下表面的支撑架（22）上装有锁紧支架（21），锁紧支架（21）由锁紧螺钉（24）穿过溃缩滑槽（28）与锁紧垫片（25）固定连接，支撑架（22）另一端的上表面焊装有连接安装板（23），连接安装板（23）上设置有安装孔（26），连接安装板（23）下方的支撑架（22）上对称设置有连接滑槽（31）；所述的锁紧支架（21）呈“∪”字状，锁紧支架（21）上对称设置有装配口（29）。

5.根据权利要求1所述的一种具有吸能功能的四向可调汽车转向管柱；其特征在于：所述的调节锁紧装置（5）由连接轴（32）、锁紧块（33）、操作手柄（34）、锁紧螺母（35）和曲柄（36）构成，曲柄（36）的一端装有操作手柄，曲柄（36）的另一端通过锁紧螺母（35）安装有连接轴（32），连接轴（32）的端头设置有装配方板（30），邻近曲柄（36）的连接轴上装有锁紧块（33）。

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